Verilog实现数字系统设计:FPGA经典教程

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"夏宇闻的《Verilog数字系统设计教程》是学习FPGA的经典书籍,内容涵盖数字信号处理、计算、程序、算法和硬线逻辑的基础知识,适合电子工程和计算机科学领域的学习者使用。" 在《Verilog数字系统设计教程》中,作者首先介绍了数字信号处理的重要性,它在现代计算机与通讯系统中扮演着关键角色,特别是在专用集成电路(ASIC)中。这些集成电路用于执行滤波、变换、加密解密、编码解码、纠错等各种操作,这些都是基于数学运算的。虽然理论上这些任务可以通过计算机或微处理器软件实现,但某些特定场景下,硬件实现的优势尤为突出。 非实时的数字信号处理,如地质勘探的数据分析,可以借助通用计算机进行,因为它允许较长时间的处理过程。然而,对于那些需要实时处理的任务,例如军事通信和雷达系统中的信号增强、加密、解密等,由于对时间的敏感性,通用计算机可能无法胜任。这时,设计定制的硬件系统,如高速FPGA(现场可编程门阵列)或ASIC,就显得至关重要。这样的硬件可以直接执行特定的运算,无需经过复杂的指令解析和执行过程,从而实现高速运算。 通用微处理器的运行机制是通过加载编译后的程序指令到内存,然后由处理器逐条解析并执行。其内部结构和总线设计是为了满足多样的计算需求,而非针对特定的高速运算。相比之下,FPGA和ASIC可以为特定的数字信号处理任务优化,提供更快的速度和更低的延迟。 Verilog作为一种硬件描述语言,是实现这种硬线逻辑设计的关键工具。通过Verilog,设计师能够描述数字系统的逻辑行为,并将其转化为实际的电路布局,从而在FPGA上实现高效、定制化的信号处理功能。这本书将深入讲解如何使用Verilog进行数字系统的设计,包括创建模块、定义接口、进行时序分析以及综合和实现等步骤,帮助读者掌握在硬件级别解决复杂计算问题的能力。 《Verilog数字系统设计教程》是一本面向电子工程师和计算机科学家的实用教材,旨在教会读者如何运用Verilog语言设计高效、专业的数字系统,特别是针对那些需要快速响应和高效率运算的信号处理应用。通过学习本书,读者不仅可以理解数字信号处理的基本概念,还能掌握使用Verilog进行FPGA设计的技能,为在实际工程中解决问题打下坚实基础。